Title:Kontaktloser Resonant Gekoppelter Induktiver Absolut Positionssensor für Lineare Position und Drehwinkel MessanwendungenAuthor(s):Bernhard AschenbrennerAbstract:Ziel der Arbeit war einen neuartigen absolut messenden Winkelmesssensor für Durchgangswellen zu entwickeln. Eine Herausforderung bestand darin dieses Winkelmesssystem so schlank zu entwickeln, dass dieses in den Lagerdeckel eines Kugellagers integriert werden kann. SKF Österreich AG beauftragte das ACCM mit dieser Forschungsarbeit. Das entwickelte Sensorprinzip ist ähnlich dem Prinzip eines Resolvers, jedoch wird der Sensor in einer planaren Ausführung über Platinentechnologie realisiert. Der Sensor besteht aus einer entsprechend dem Durchmessers des Kugellagers flexiblen Antennenplatine, die sich der Krümmung des Lagerdeckels anpasst und somit die Welle kreisförmig umschließt. Neben einer rechteckigen Anregespule beinhaltet die Antennenplatine zwei Paare sinusförmiger Positionsmessspulen mit zwei unterschiedlichen Periodenlängen. Der Positionsgeber ist ein serieller RLC Schwingkreis. Dieser berührungslose, induktive und absolute Positionssensor ist für raue Industrieumgebungen geeignet, misst Absolutpositionen über einen relativ weiten Messbereich, bietet eine präzise Positionsauflösung, und kann gleichzeitig mehrere Positionsgeber an unterschiedlichen Stellen entlang der Messachse erfassen. Die Absolutpositionsauflösung wurde verbessert durch das Hinzufügen einer Nonius-Positionsmessspule die mehrere Perioden entlang der Antennenplatine aufweist. Je nach gewählter Anregung ist das positionsgeber abhängige Ausgangssignal amplitudenmoduliert oder phasenmoduliert. Durch die Verwendung von gekoppelten Resonanzen konnte die schwache induktive Koppelung zwischen der rechteckigen Anregespule und Positionsgeberspule kompensiert werden. Die Berechnung der Cramer-Rao-Lower-Bound erlaubt die kleinste mögliche erreichbare Unsicherheit der Positionsmessung zu evaluieren. Die Methode des Bandpassunterabtasten wurde angewandt um die amplitudenmodulierten Sensorsignale zu demodulieren und diskretisieren.Publishing:6/2015

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